JPH0350602A - ロボットのゲイン設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロボットのゲイン設定装置の改良に係り、詳し
くはロボットが目標軌跡上を所望の位置精度、速度精度
、加速度精度、操作Ｉｔ（消費電力）等にて追従できる
ように制御ゲインを設定し得るようにしたロボットのゲ
イン設定装置に関する。

（従来技術〕 −ａに、ロボットの制御ゲインはサーボ制御部に設けら
れたゲイン調整部により調整される。

上記サーボ制御部が抵抗、コンデンサ等の電子部品によ
り構成されるアナログ方式の場合は、上記ゲイン調整部
もこれら電子部品で構成され、例えば可変抵抗の抵抗値
等を可変して制御ゲインが調整される。

上記サーボ制御部のゲイン調整値をディジタル方式で与
えるものとしてはサーボ制御部の速度制御回路をＡ／Ｄ
変換器、ディジタル演算回路、およびＤ／Ａ変換器によ
り構成したものが知られている。

また、上記ディジタル方式にて現代制御理論を適用した
方式としては例えば特開昭６３−５８５０４号公報が挙
げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記アナログ方式、上記ディジタル方式のいずれにおけ
る従来のロボットのゲイン設定方法においても、サーボ
制御部のゲイン調整は調整者または設計者等によって上
記ゲイン調整部が調整されることによりなされる。

即ち、この場合ロボットを駆動させながら、同ロボット
が目標軌跡上を所望の位置精度、速度精度、加速度精度
、操作量（消費電力）等にて追従できるように同ロボッ
トの制御ゲインが試行１ｉｉｉ４的に調整される。

従って、これらの場合いずれも調整者または設計者等の
「カン」と経験に鯨って制御ゲインが調整されることと
なる。

また、上記特開昭６３−５８５０４号公報の例では、ロ
ボット等の制御対象がモデリングできない非線形要素、
例えば摩擦、バックラッシュ、歪等を含んだ場合、モデ
ルおよびパラメータ値が不明となり、ゲインを得ること
ができない。

また仮にモデリングできたとしてもそのモデリングに手
間がかかるうえ、そのモデルおよびパラメータによる計
算量が多くなり計算時間を要すこととなってその結果サ
ンプリング時間が長くなり所望の制御性能を得るための
ゲインが設定されないこととなる。

従って、本発明はロボット等の制御対象が非線形要素を
含んでいても、調整者や設計者の「カン」や経験に幀る
ことなくロボットが目標軌跡上を所望の位置精度、速度
精度８加速度精度、操作量（消費電力）等にて追従でき
るように制御ゲインを設定し得るようにしたロボットの
ゲイン設定装置を提供することを目的としてなされたも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は制御ゲインがサー
ボ制御部に設けたゲイン調整部により調整されてなるロ
ボットのゲイン設定装置において、ロボットの目標軌跡
上の目標位置、目標速度、目標加速度、目標操作量等の
目標データを記憶するデータ記憶手段と、上記目標デー
タおよび該目標データにそれぞれ対応するロボットの実
軌跡上の実位置、実速度、実加速度、実操作量等の実デ
ータに基づいて上記実軌跡を評価しゲインを求めるため
の評価関数および該評価関数の収束判定基準値を記憶す
る関数記憶手段と、上記ゲイン調整部により調整された
ゲインを用いてロボットを動作させるロボット動作手段
と、該ロボット動作手段により動作されたロボットの実
軌跡上の実データを測定する実データ測定手段と、該実
データ測定手段により測定された上記実データおよび上
記データ記憶手段により記憶された目標データを用いて
上記関数記憶手段により記憶された評価関数を演算し、
その結果に応じてゲインを演算するゲイン演算手段と、
上記ゲイン演算手段により求められたゲインに対応する
前記評価関数の値が前記収束判定基準値を満たすかどう
かを判定する判定手段と、該判定手段により上記評価関
数の値が上記収束判定基準値を満たしていないと判定さ
れたとき、上記ゲイン調整部に与えるための調整目標値
を修正する調整目標値修正手段と、上記調整目標値修正
手段により修正された調整目標値に応じて上記ゲイン調
整部を調整し、新たな制御Ｂゲインを得るゲイン調整手
段と、上記調整目標値修正手段により上記調整目標値が
修正される度に、修正されたゲインによりロボットを動
作させ実データを測定すると共に新たな評価関数を演算
しその時のゲインを求め、且つ収束判定基準の判定を行
う手順を順に繰り返し行い、該判定手段による収束判定
基準の判定を満たしたときのゲインをこのロボットのゲ
インとするゲイン設定手段とを具備してなることを特徴
とするロボットのゲイン設定装置として構成されている
。

尚、ロボットの上記ゲイン調整部としてはアナログ方式
およびディジタル方式の両方が含まれる。

〔作用〕

このゲイン設定装置では、所定入力操作によりロボット
の初期ゲインや目標軌跡上の目標位置。

目標速度、目標加速度、目標操作量等の目標データが例
えばメモリ等のデータ記憶手段に記憶される。

更に、上記目標データおよびこの目標データにそれぞれ
対応するロボット実軌跡上の実データに基づいて、この
実軌跡を評価し制御ゲインを求めるための評価関数およ
びその評価関数の収束判定基準値が所定入力操作により
メモリ等からなる関数記憶手段に記憶される。

そして、上記入力された初期ゲインに応じてロボットの
ゲイン調整部が調整され、ロボット動作手段によりロボ
ットが動作される。

このロボットの実軌跡は、例えば計測カメラ等からなる
実データ測定手段により測定され、実位置、実速度、実
加速度、実操作量等の実データが求められる。

従って、摩擦、バックラッシュ、歪等の非線形要素を含
んだ実データが即座に得られる。

更に、上記実データおよび前記記憶されている目標デー
タを用いてゲイン演算手段により前記評価関数が演算さ
れ、その結果に応じてゲインが演算される。

そして、上記求められたゲインに対応する評価関数の値
が前記記憶されている収束判定基準値を満たすかどうか
判定手段により判定される。

この判定手段により上記評価関数の値が上記収束判定基
準値を満たしていないと判定されたとき、前記記憶され
ている初期ゲインをロボットに与えていた調整目標値が
上記求められた新たなゲインに対応する調整目標値に調
整目標値修正手段により修正される。

更に、例えば可変抵抗器操作ロボット等のゲイン調整手
段により上記修正された調整目標値に応じて上記ゲイン
調整部が調整され新たなゲインがロボッ「に与えられる
。

従って、１ｌｌａ？なゲインをロボットに与えることが
できる。

そして、上記新たなゲインが与えられる度にロボットが
動作され実データが測定されると共に新たな評価関数が
演算され、その時のゲインが求められ、且つ上記収束判
定基準の判定を行う手順が順に繰り返し行われ、上記判
定手段による上記収束判定基準の判定が満たされたとき
のゲインがこのロボットのゲインとしてゲイン設定手段
により設定される。

従って、ロボット等の制御対象が非線形要素を含んでい
ても、調整者や設計者の「カンＪや経験に頼ることなく
ロボットが目標軌跡上を所望の位置精度、速度精度、加
速度精度、操作量（消費電力）等にて追従できるように
制御ゲインを精密に設定することができる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例
につき説明し、本発明の理解に供する。

尚、以下の実施例は、本発明を具体化した一例であって
、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

第１図は本発明の一実施例に係るロボットのゲイン設定
装置のブロック図、第２図は同ゲイン設定装置の可変抵
抗器操作ロボットの一例を示す模式図、第３図は同ゲイ
ン設定装置の演算処理を示すフローチャート、第４図は
サーボ制御部の一例のブロック図、第５図はゲインを変
化させたときのロボット関節角度θの軌跡の一例の模式
図、第６図は２軸ロボツトの関節角度の一例の模式図、
第７図は目標軌跡と実軌跡の特定部分の拡大模式図、第
８図は目標軌跡のある部分の拡大模式図、第９図はゲイ
ンの値による評価関数の値の変化の推移を示す模式図で
ある。

第１図に示すように、ロボット本体２とロボット制御部
３を有するロボット６のゲイン設定装置ｌは、ロボット
本体２を駆動制御するマイクロコンピュータ等からなる
ロボット制御部３のサーボ制御部４に設けたゲイン調整
部５を調整し、このロボット６の制御ゲインを設定する
。

上記ゲイン調整部５は前記アナログ方式でも前記ディジ
タル方式でもよいが、以下アナログ方式の場合について
説明する。

この第１図は、上記ゲイン設定装置１により設定された
制御ゲインによりあらかじめロボット制御部３に入力さ
れた目標軌跡７上をロボット本体２のロボット手先８が
遍従しているところの一例を示しており、この図に破線
で示される曲線はこのロボット手先８の実軌跡９である
。

この実軌跡９は計測カメラ１０．１１により画像データ
に変換され、マイクロコンピュータ等からなる３次元位
置計測部１２により実位置、実速度、実加速度、実操作
量等の必要とされる実データにデータ処理される。

従って、摩擦、バックラッシュ、歪等の非線形要素を含
んだ実データが即座に得られる。

上述した計測カメラ１０．１１および３次元位置計測部
１２が実データ測定手段の一例である。

上記実データに基づきマイクロコンピュータ等からなる
演算処理部１３により後述する演算処理がなされて制御
ゲインの調整目標値が出力される。

上記調整目標値は可変抵抗器操作口ボッ）１６のコント
ローラ１４（第１図、第２図）に与えられ、同コントロ
ーラ１４はＤＣモータ１５等からなる可変抵抗器操作ロ
ボット１６　（第２図）を駆動制御し、上記調整目標値
に応じてロボット６の前記ゲイン調整部５の可変抵抗器
５１　（第２図）を調整する。

従って、オペレータの「カンＪに顧らないゲイン調整を
することができる。

上述した調整目標値に応じてゲイン調整部５の可変抵抗
器５．を調整する機能を実現するコントローラ１４およ
び可変抵抗器操作ロボット１６がゲイン調整手段の一例
である。

なお、上記ゲイン調整手段としては、ロボット制御部３
のサーボ制御ＴＪ部４及びゲイン調整部５が前記ディジ
タル式で構成されている場合には当然ながらディジタル
方式のものが採用される。

次に第３図を参照して、このロボットのゲイン設定装置
１の演算処理手順について、ステップＳ１．５２．・・
・の順に説明する。

ロボット６のロボット制御部３にあらかじめ人力された
目標軌跡７上の目標位置、目標速度、目標加速度、目標
操作量等の目標データが演算処理部１３にデータ転送等
の所定入力方式に従って指定される（ＳＬ）。

第８図は、上記目標軌跡７のある部分を拡大して詳細に
示しているが、上記目標位置とはこの目標軌跡７上の例
えば？、、７Ｉ、、・・・、７ｅ等の座標位置データで
あり、上記目標速度、上記目標加速度、上記目標操作量
等も同様に、上記目標軌跡７上の上記各点における目標
速度データ、目標加速度データ、目標操作量データであ
る。

なお、上記各点の中間点の目標データについては補間演
算等の所定ルールにより自動的に定めることができる。

上述したロボット６の目標軌跡７上の目標位置。

目標速度、目標加速度、目標操作量等の目標データはデ
ータ記憶手段Ｍ１に記憶される。

この実施例では上記目標データと、ロボット６の実動作
により得られる実データとに基づく評価関数によりロボ
ット６の実軌跡を評価し、この評価関数の値が予め定め
た収束判定基準値より小さくなるようにロボット６を繰
り返し実稼働させる。

上記評価関数およびその評価関数の収束判定基準値は演
算処理部１３にデータ転送等の所定入力方式により入力
され（Ｓ２）、関数記憶手段Ｍ２に記憶される。

例えば目標軌跡７の基準スタート位置からロボットが起
動されて時刻ｔ１における前記ステップＳ１で指定され
た目標位Ｎ　Ｐ　ｔ　＝は次式で与えられる。即ち、 ＰＩ　＝　−（ｘ４　（ｔｉ　）、ｙ＋　　（ｔＬ）、
ｚ＋　　（ｔｉまた、この時刻ｔ、におけるロボット手
先８の測定された実位置ＰＬは、 ＰＬ−（ｘ　（ｔｚ　）、ｙ　（ｔｉ　）、ｚ　（ｔ、
））で与えられる。

そして、この実位置Ｐ、の位置精度を評価する評価関数
としては、例えば ） ただし　ｎ−Ｔ／τ Ｔ・・・移動総時間 τ・・・サンプリング周期 ”Ｐｉ・・・重み係数（位置） が与えられる。

上記評価関数−１ｃｏｓ＋の値を小さくするように後述
する演算処理がなされるが上記重み係数ｗｐについて更
に説明する。

第７図は上記目標軌跡７のある特定部分を拡大して示し
ているが、この重み係数ＷＰｉの値を変化させて与える
ことによって実位置の位置精度が所望値になるように設
定される。

例えば、この図に破線で示す実軌跡９．は上記重み係数
ｗｒ＝を通常値に設定した場合を示しており、同図に一
点鎖線で示す実軌跡９ｒはこの重み係数ｗｒ＝を通常値
よりも大きい値に設定した場合を示している。

この第７図から解るように、この重み係数Ｗｌ’ｉの値
を大きく設定すると、大きく設定された折れ点７ｆ近傍
でのロボット手先８のオーバシュートが小さくなり、目
標軌跡７に近づけることができ実軌跡の位置精度を高く
するようにできる。

同様に、時刻１．における前記ステップＳ１で指定され
た目標速度Ｐ　Ｉ　ｉ　、目標加速度Ｐ１８、およびこ
の時刻１．における測定された実速度Ｐ。

実加速度Ｐ工は、 ｐ＋　ｉ　−（ｉｔ　　（ｔｉ　）ｊ＋　　Ｄ、）、ン
１（ＬＡ））Ｐ＋　Ａ＝　に２＋　　（ｔ□）、ハ　（
ｔｉ　）ｊ＋　　（ｔＡ））飢＝〔交（１，）、　；１
　（１五）、ｚ（ｔｉ））Ｐ＝　＝　（Ｍ　（ｔｉ　）
、ｉ　　（ｔｉ　）、”ｉ　（ｔｉ　））で与えられ、
位置精度、速度精度、加速度精度を評価する評価関数と
しては、 ＪＣＯｓｌ＝＝（ＷＦ　、ｌｐ　Ｉ　＝　　Ｐ　ｉｌ’
ｅｌ 十い、　干１　　ｉ　　　　Ｐ　ｉｌ’　　＋　Ｗ＠　
　□曹Ｐ　＋　　Ｌ　　　　’？　　ｉ曹何・・・（２
） ただし、ＷＦｉ・・・重み係数（位置）ＷＶｉ・・・重
み係数（速度） ｗ、１・・・重み係数（加速度） その他ｎ、　Ｔ等は式（１）と同じ が与えられる。

この評価関数の重み係数ＷＰλ、Ｗｖλａｉ の設定は、目標軌跡７に応じて以下に示すようになされ
る。

例えば目標軌跡７が第８図の斜線部Ａで示されるゾーン
では位置精度を高く、且つ斜線部Ｂで示されるゾーンで
は速度精度を高く要求するものであった場合、これに応
じて斜線部ＡについてはＷｐの値を大きく設定し、斜線
部ＢについてはＷｖｉの値を大きく設定する。

同様に、時刻ｔ１におけるロボット本体２の各軸のモー
タに与える操作量はｕ４で与えられ、位置精度、速度精
度、加速度精度および操作量を評価する評価関数として
は、 ＋Ｗ、　４厘７　　ｉ　−ｐ　］２　＋ｗａ　　；ｌｉ
；＋　　ｉ　　　−’ｐ、＄２＋ｗｕｉｌｕ＝ｌ’　ｌ
　　−（３） ただし、ｗｕｉ・・・重み係数（操作量）その他ＷＰ工
等は式（２）と同じ が与えられる。

この評価関数ＪＣＯＩＩの値が小さくなるように後述す
る演算処理がなされ、その結果モータに与える操作量（
即ちロボットの消費電力）が小さく、且つロボット手先
８の実軌跡精度の良い動作を実現できるゲインが求めら
れる。

上述した評価関数（１）、　（２）、　（３）は後述す
るようにいずれもサーボゲインの変数として与えられ、
この評価関数の値が小さくなるように演算処理されるが
、予め指定された収束判定基準値α（第９図）によりそ
の演算処理は停止される。

第４図はロボット制御部３（第１図）のサーボ制御部４
がＰＤ（比例、微分）制御である場合のロボット６の制
御系の一例を示している。

この図において、Ｃ（Ｓ）はこのロボット６の伝達関数
、に、は位置ゲイン、Ｋｖは速度ゲインである。

また、θはロボット関数角度、θｆはロボット目標関節
角度である。

第５図は上記ゲインに、ｌ　ＫＶを種々変化させて与え
た時の目標関節角度θｆに対するロボット関節角度θの
変化を示している。

第６図はロボット本体２が第１ｒ！Ａ１１７および第２
関節１８からなる２軸ロボツト６′である場合のロボッ
ト関節角度θ１．θ９と目標軌跡７′実軌跡９′および
ロボット手先８′を示している。

なお、ロボット本体２が多軸（ｎ軸）ロボットである場
合は、当然ながらロボット関節角度はθ１θ２．・・・
、θ、である。

ここで、初期ゲインは不図示のキーボード等を用いた所
定入力方式により演算処理部１３に入力される（Ｓ３）
。

この初期ゲインとは、この２軸ロボツト６′が安定に動
作するゲインであればよく、前記ＰＤ制御である場合に
は第１関節、第２関節の位置ゲインＫＰ　Ｉ　＋　ＫＰ
　２　、および第１関節、第２関節の速度ゲイン調整部
＋　　ＫＶ２を与える。

なお、上記ＰＤ！ｌ＋御でな（ＰＩＤ制御の場合および
上記多軸ロボット等である場合は当然ならそれに応じた
各ゲインを与える。

上記演算処理部１３に入力された上記初期ゲインに応じ
て出力される調整目標値はコントローラ１４（第１図）
に与えられ前記可変抵抗器操作ロボット１６（第２図）
によりゲイン調整部５の可変抵抗器５□が調整され、初
期ゲインがこのロボット６に与えられる。

そして、上記ゲイン調整部５により与えられた上記初期
ゲインによりロボット６が、動作される（Ｓ４）。

上述した上記ゲイン調整部５により調整されたゲインを
用いてロボット６を動作させる機能を実現する手段がロ
ボット動作手段の一例である。

このとき、前記計測カメラｔｏ、１１等によりこのロボ
ットの実軌跡９上の実データが測定される（Ｓ５）。

−Ｓに、ロボット手先の位置とロボット関節角度とは以
下に示す一意的な関係がある０例えば第６図の２軸ロボ
ツト６′の例からも解るようにロボット手先８′の位置
は、このロボット関節角度θ１．θ２が決定されれば一
意的に定まる。

通常は、これとは逆にロボット手先８′の位置座標から
逆座標変換を行ってこのロボット関節角度θ１．θ２が
求められる。

また、一般に第４図からも解るように目標関節角度θ１
と実関節角度θとの関係はサーボゲインＫＰ、Ｋｖを含
む関数で示される。

従って、ステップＳ１でロボット手先日の目標データが
指定され、ステップＳ５で実データが測定された前記評
価関数（１）、　（２）、　（３）は、前記サーボゲイ
ンを変数とする関数となる。

例えば前記ＰＤ制御される２軸ロボツト６′の場合の評
価関数は Ｊｃｏｓ　Ｉ＝ｆ　（Ｋｒ　ｌ、ＫＰ２．ＫＶ　ｌ、Ｋ
Ｖ２　）−（４）ただし、ＫＰｌ・・・第１関節の位置
ゲインＫＰ２・・・第２関節の位置ゲイン ＫｖＩ・・・第１関節の速度ゲイン ＫＶ２・・・第２関節の速度ゲイン で示される。

そして、上記評価関数を小さくするように演算処理部１
３が例えば最適化数値計算等を用いてデータ処理し、新
たなゲインが求められる（Ｓ６）。

第９図は、上記データ処理を模式的に示しており、初期
ゲインを与えた時の上記評価関数の値がＰｌで示され、
上記新たに求められたゲインを与えた時の上記評価関数
の値はＰ２で示される。

上述した前記目標データおよび前記実データを用いて評
価関数を演算し、その結果に応じてゲインを演算する機
能を実現する手段がゲイン演算手段の一例である。

そして、上記新たに求められたゲインを与えた時の上記
評価関数の値Ｐ２が前記ステップＳ２で与えられた収束
判定基準値を満足するかどうかが判断される（Ｓ７）。

例えば、この第９図を用いて説明すると、前記ステップ
Ｓ２で与えられた収束判定基準の値がこの図に破線で示
すαの領域であるとすれば、上記Ｐ２はこのαに含まれ
ないので、上記収束判定基準を満たしていないと判断さ
れる。

上述した上記新たに求められたゲインに対応する上記評
価関数の値が上記収束判定基準値を満たすかどうかを判
定する機能を実現する手段が判定手段の一例である。

そして、上記ステップＳ７で収束判定基準を満たしてい
ないと判定されたので、次のステップＳ８に移り、前記
演算処理部１３の出力の前記初期ゲインを与えていた調
整目標値が上記新たに求められたゲインに対応する調整
目標値に修正され、新しい調整目標値が出力される。

上述した評価関数の値が上記収束判定基準値を満たして
いないと判定されたとき、調整目標値を修正する機能を
実現する手段が調整目標値修正手段の一例である。

更に、前述した初期ゲインを与えたときと同様に、上記
新しい調整目標値は前記コントローラ１４に入力され、
前記可変抵抗器操作ロボット１６が駆動制御され、この
新しい調整目標値に応じてゲイン調整部５の可変抵抗器
５□が調整され新たなゲインがロボット６に与えられる
。

そして、再びステップＳ４に戻り以下ステップＳ５．Ｓ
６．・・・が繰り返され、その結果、ステップＳ７で収
束判定基準値を満たしたときのゲインがこのロボットの
ゲインとされる。

第９図は、上述した収束判定の過程を模式的に示してお
り、初期ゲインを与えたときの評価関数の値Ｐ３．その
次の新ゲインを与えたときの評価関数の値Ｐ２．更にそ
の次の新ゲインを与えたときの評価関数の値Ｐ１．Ｐ、
、・・・＋　　ｐｎ−＋と評価関数の値が小さくなり、
この評価関数の値がＰ。−１となったとき前記収束判定
基準値αを満たしたことが解る。

なお、収束判定基準値が更に厳しいβである場合には、
その次の評価関数の値のＰｎで収束判定基準が満たされ
、このときのゲインがこのロボット６のゲインとされる
。

従って、調整者や設計者の「カン」や経験に転ることな
（ロボット６が目標軌跡７上を所望の位置精度、速度精
度、加速度精度、操作量（消費電力）等に追従できるよ
うに制御ゲインを設定することができる。

上述した前記ステップＳ８で調整目標値が修正され、新
たなゲインがロボット６に与えられる度に、この修正さ
れた新たなゲインによりロボットを動作させ（Ｓ　４　
’）　、実データを測定する（Ｓ５）と共に新たな評価
関数を演算しその時のゲインを求め（Ｓ６）、且つ収束
判定基準の判定を行う（Ｓ７）手順を順に繰り返し行い
、ステップＳ７で収束判定基準の判定を満たしたときの
ゲインをこのロボット６のゲインとする機能を実現する
手段がゲイン設定手段の一例である。

なお、上述した実施例はロボット手先８の軌跡について
説明したが、当然ながらロボット本体２の各アームの軌
跡についても適用できる。

〔発明の効果〕

本発明により制御ゲインがサーボ制御部に設けたゲイン
調整部により調整されてなるロボットのゲイン設定装置
において、ロボットの目標軌跡上の目標位置２目標速度
、目標加速度、目標操作量等の目標データを記憶するデ
ータ記憶手段と、上記目標データおよび該目標データに
それぞれ対応するロボットの実軌跡上の実位置、実速度
、実加速度、実操作量等の実データに基づいて上記実軌
跡を評価しゲインを求めるための評価関数および該評価
関数の収束判定基準値を記憶する関数記憶手段と、上記
ゲイン調整部により調整されたゲインを用いてロボット
を動作させるロボット動作手段と、該ロボット動作手段
により動作されたロボットの実軌跡上の実データを測定
する実データ測定手段と、該実データ測定手段により測
定された上記実データおよび上記データ記憶手段により
記憶された目標データを用いて上記関数記憶手段により
記憶された評価関数を演算し、その結果に応じてゲイン
を演算するゲイン演算手段と、上記ゲイン演算手段によ
り求められたゲインに対応する前記評価関数の値が前記
収束判定基準値を満たすかどうかを判定する判定手段と
、該判定手段により上記評価関数の値が上記収束判定基
準値を満たしていないと判定されたとき、上記ゲイン調
整部に与えるための調整目標値を修正する調整目標値修
正手段と、上記調整目標値修正手段により修正された調
整目標値に応じて上記ゲイン調整部を調整し、新たな制
御ゲインを得るゲイン調整手段と、上記調整目標値修正
手段により上記調整目標値が修正される度に、修正され
たゲインによりロボットを動作させ実データを測定する
と共に新たな評価関数を演算しその時のゲインを求め、
且つ収束判定基準の判定を行う手順を順に繰り返し行い
、該判定手段による収束判定基準の判定を満たしたとき
のゲインをこのロボットのゲインとするゲイン設定手段
とを具備してなることを特徴とするロボットのゲイン設
定装置が提供される。

従って、ロボット等の制御対象が非線形要素を含んでい
ても、調整者や設計者の「カン」や経験に転ることなく
ロボットが目標軌跡上を所望の位置精度、速度精度、加
速度精度、操作量（消費電力）等にて追従できるように
制御ゲインを設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るロボットのゲイン設定
装置のブロック図、第２図は同ゲイン設定装置の可変抵
抗器操作ロボットの一例を示す模式図、第３図は同ゲイ
ン設定装置の演算処理を示すフローチャート、第４図は
サーボ制ｍ部の一例のブロック図、第５図はゲインを変
化させたときのロボット関節角度θの軌跡の一例の模式
図、第６図は２軸ロボツトの関節角度の一例の模式図、
第７図は目標軌跡と実軌跡の特定部分の拡大模式図、第
８図は目標軌跡のある部分の拡大模式図、第９図はゲイ
ンの値による評価関数の値の変化の推移を示す模式図で
ある。 〔符号の説明〕 １・・・ゲイン設定装置　　４・・・サーボ制御部５・
・・ゲイン調整部　　　７，７′・・・目標軌跡８．８
′・・・ロボット手先 ９．９′・・・実軌跡 ｔｏ、ｘｉ・・・計測カメラ １２・・・３次元位置計測部 １３・・・演算処理部 １４・・・コントローラ １６・・・可変抵抗器操作ロボット （１Ｎ整目標値修正手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御ゲインがサーボ制御部に設けたゲイン調整部に
   より調整されてなるロボットのゲイン設定装置において
   、 ロボットの目標軌跡上の目標位置、目標速度、目標加速
   度、目標操作量等の目標データを記憶するデータ記憶手
   段と、 上記目標データおよび該目標データにそれぞれ対応する
   ロボットの実軌跡上の実位置、実速度、実加速度、実操
   作量等の実データに基づいて上記実軌跡を評価しゲイン
   を求めるための評価関数および該評価関数の収束判定基
   準値を記憶する関数記憶手段と、 上記ゲイン調整部により調整されたゲインを用いてロボ
   ットを動作させるロボット動作手段と、該ロボット動作
   手段により動作されたロボットの実軌跡上の実データを
   測定する実データ測定手段と、 該実データ測定手段により測定された上記実データおよ
   び上記データ記憶手段により記憶された目標データを用
   いて上記関数記憶手段により記憶された評価関数を演算
   し、その結果に応じてゲインを演算するゲイン演算手段
   と、 上記ゲイン演算手段により求められたゲインに対応する
   前記評価関数の値が前記収束判定基準値を満たすかどう
   かを判定する判定手段と、 該判定手段により上記評価関数の値が上記収束判定基準
   値を満たしていないと判定されたとき、上記ゲイン調整
   部に与えるための調整目標値を修正する調整目標値修正
   手段と、 上記調整目標値修正手段により修正された調整目標値に
   応じて上記ゲイン調整部を調整し、新たな制御ゲインを
   得るゲイン調整手段と、 上記調整目標値修正手段により上記調整目標値が修正さ
   れる度に、修正されたゲインによりロボットを動作させ
   実データを測定すると共に新たな評価関数を演算しその
   時のゲインを求め、且つ収束判定基準の判定を行う手順
   を順に繰り返し行い、該判定手段による収束判定基準の
   判定を満たしたときのゲインをこのロボットのゲインと
   するゲイン設定手段とを具備してなることを特徴とする
   ロボットのゲイン設定装置。